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2013/08/27

独立行政法人 情報通信研究機構（NICT）

テレビ放送帯の“ホワイトスペース”が利用可能な携帯型タブレット端末を世界に先駆け開発
〜利用可能なホワイトスペースに自動で切り替え高速通信を実現〜

　独立行政法人 情報通信研究機構（以下「NICT」、理事長：坂内 正夫）は、テレビ放送帯で通信可能な携帯型タブレット端末を世界に先駆けて開発しました。今回開発した端末は、NICTが開発したホワイトスペースデータベースに問い合わせ、テレビ放送帯(470〜710MHz)のホワイトスペースで無線LANの技術を活用した移動通信システムの運用を行うものです。また、無線LANの従来の周波数(2.4GHz)も利用でき、ネットワークマネージャの制御により、トラフィック量などに応じて自動で通信周波数帯を切り替えることが可能です。今後、携帯型タブレット端末によるホワイトスペースの利用が可能になれば、据置型の機材を利用した固定地点間の通信だけでなく可搬利用の道も開け、また、さらなる周波数資源の有効利用が期待できます。

【背景】
　スマートフォンやタブレット端末が爆発的に普及し、動画視聴など、大容量通信の要求がますます高まる中、周波数資源のひっ迫問題が深刻化しています。その解決方法の一つとして、テレビ放送帯（470〜710MHz）におけるホワイトスペース（テレビ帯ホワイトスペース）の活用が検討されており、米国や英国などでその運用に当たって制度設計が始まっています。NICTは、このテレビ帯ホワイトスペースを活用するための様々な無線通信システムの標準化活動に貢献し、これまでに、テレビ帯ホワイトスペースで運用可能な基地局及び据置型端末の開発を行ってきました。今後、携帯型の端末でのホワイトスペースの利用が可能になれば、周波数資源の有効利用が期待できます。しかしながら、対象とするテレビ帯ホワイトスペースでの運用周波数が従来の周波数（2.4GHz）よりも低く、かつ帯域も広いため、部品や回路規模の小型化が難しい問題がありました。また、テレビ放送への干渉回避技術を実装する必要もあり、携帯サイズのホワイトスペース機器開発は困難でした。一方で、テレビ帯ホワイトスペースの利用を検討するためには、実運用を想定した伝搬特性評価が必要でした。

【今回の成果】
　今回NICTは、UHF帯での通信が可能な携帯型Androidタブレット端末を世界に先駆けて開発しました。本端末は、新たに開発したテレビ帯ホワイトスペースで動作させることのできる周波数変換装置を市販のタブレット型端末に内蔵したものです。既存の無線LANシステム（IEEE802.11b/g）の技術を活用した移動通信システムとして2.4GHz帯及びテレビ放送帯のいずれでも通信可能で、ホワイトスペースにおいてはNICTがこれまでに開発したホワイトスペース無線LAN基地局を介してインターネットへのアクセスが可能です。また、この携帯型タブレット端末は、NICTが開発したホワイトスペースデータベースにアクセスすることで、テレビ放送に干渉を与えないと考えられる周波数での運用が可能です。また、ネットワークマネージャからの制御により、トラフィック量や干渉量に応じて自動的に最適な周波数を選択します。
　その他にも、本携帯型タブレット端末には以下の機能が実装されています。
(1)ホワイトスペースデータベースから一次利用者（テレビ放送）の情報を取得し、テレビ放送帯の各チャネルのホワイトスペースの状況及び端末の現在地を同時に地図上に表示する機能
(2)場所や時間によるホワイトスペースの状況により、端末からの出力レベルを制限する出力レベル調整機能

【今後の展望】
　ホワイトスペースにおける移動通信の利用には課題が多く、実運用の実現に向けては、テレビ放送への干渉を確実に回避するためのホワイトスペース判定方法の策定が必要です。NICTでは、今後、本端末を用いて伝搬特性評価などを行い、技術基準及び制度設計に資する情報を提供していく予定です。一方で、テレビ帯ホワイトスペース利用の通信規格の標準化活動に引き続き貢献するとともに、社会還元を見据え、今回開発した端末の要素技術などを応用し、これらの通信規格に準拠した小型携帯端末の開発も同時並行で進めていきます。

※開発した携帯型タブレット端末は、総務省から受託した「ホワイトスペースにおける新たなブロードバンドアクセスの実現に向けた周波数高度利用技術の研究開発」の成果を利用して実現したものです。